Suministro inteligente de energía térmica

Introducción

Hasta hace algunas décadas el
análisis de los fenómenos físicos se
realizaba a la luz de a mecánica clásica, mediante
las concepciones newtonianas del macrocosmos. Luego a mediados de
los setenta el estudio atómico entra en auge con las
investigaciones y descubrimiento de científicos de la
talla de Rutherford, Bohr y Plank.

Los fenómenos físicos a
partir de entonces debieron ser descritos a nivel atómico,
lo originó el nacimiento de la termodinámica. La
relación entre energía y materia concebida por la
termodinámica alcanzó fundamentos precisos que
ahondaron en las descripciones tratadas por la mecánica
newtoniana.

El desarrollode la termodinámica ha
representado diversas oportunidades para el desarrollo y
mejoramiento de la calidad de vida de los individuos. Hablamos de
ventajas debidas al desarrollo científico además de
la optimización en el empleo de recursos.

Uno de los procedimientos más
significativos provistos por la termodinámica en la
actualidad de la industria se refiere al suministro inteligente
de energía térmica, a sistemas de diversa
índole. Dicho procedimiento es la base para la
optimización de la actividad financiera, destinando por
ejemplo cantidades concretas de energía al funcionamiento
de dichos sistemas.

También debe destacarse el
surgimiento en los últimos años de los materiales
inteligentes, que sufriendo un incremento determinado de
temperatura respecto a otra de referencia, pueden alterar su
constitución adoptando características de especial
valor en la industria y otros sectores (dureza, maniobrabilidad,
flexibilidad).

La investigación de sistemas
termodinámicos también se ve favorecida, ya que
mediante este método es posible cuantificar la
energía calorífica aplicada a un sistema,
estableciendo las formas en que ésta puede ocasionar un
incremento o decremento en la energía interna de tales
sistemas.

Actualmente la medida de la energía
que se suministra a un sistema se realiza mediante el uso de
complejos circuitos y precisos sensores que realizan excelentes
aproximaciones de los valores teóricos
correspondientes.

En el presente proyecto se presenta un
modelo simplificado de dispositivo capaz de suministrar
cantidades determinadas de energía térmica a un
volumen específico de fluido, en procura de realizar un
modelo que ejemplifique la importancia del procedimiento ya
mencionado, que en asocio con otras herramientas de la ciencia
provee a los individuos de los medios para hacer más
confortable su existencia.

Objetivos

GENERAL

•Suministrar a un determinado volumen
de agua una cantidad cuantificada de energía
térmica, mediante el uso de un circuito electrónico
capaz de transformar señales análogas en
digitales.

ESPECÍFICOS

•Comprender la relación
existente entre las diferentes escalas de temperatura.

•Determinar como el circuito en
cuestión digitaliza la señal análoga
proveniente del sensor de temperatura.

•Comprender el funcionamiento del
puerto paralelo para así poder analizar de una manera
eficiente gran cantidad de variables físicas, como lo es
la temperatura.

•Entender claramente los conceptos de
calor y temperatura.

•Establecer un modelo
matemático que permita relacionar la energía
calorífica con la variación de la
temperatura.

Calor

El Universo está hecho de materia y
energía. La materia está compuesta de átomos
y moléculas, y la energía hace que los
átomos y las moléculas estén en constante
movimiento, vibrando o chocándose unas con otras. El
movimiento de los átomos y moléculas crea una forma
de energía llamada calor o energía térmica,
que está presente en todo tipo de materia. Incluso en los
vacíos más fríos del espacio hay materia que
posee calor.

La energía puede presentarse de muy
diferentes formas y pude cambiar de una a otra. Muchos tipos de
energía pueden convertirse en calor. La energía
electromagnética, la electrostática, la
mecánica, la química, la nuclear, el sonido y la
térmica, pueden calentar una sustancia haciendo que se
incremente la velocidad de sus moléculas. Si ponemos
energía en un sistema éste se calienta, si quitamos
energía se enfría.

Temperatura

Los átomos y moléculas en una
sustancia no siempre se mueven a la misma velocidad. Esto
significa que hay un rango de energía en las
moléculas. En un gas, por ejemplo, las moléculas se
mueven en direcciones aleatorias y a diferentes velocidades –
algunas se mueven rápido y otras más
lentamente.